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一、擴頻通信的技術定義是什么
我們知道,傳輸任何信息都需要一定的帶寬,稱為信息帶寬。例如語音信息的帶寬大約為3KHZ~3400KHZ、普通電視圖像信息帶寬大約為6MHz。為了充分利用頻率資源,通常都是盡量壓縮傳輸帶寬。如電話是基帶傳輸,人們通常把帶寬限制在3400Hz左右。如使用調幅信號傳輸,因為調制過程中將產生上下兩個邊帶,信號帶寬需要達到信息帶寬的兩倍,而在實際傳輸中,人們采用壓縮限幅技術,把廣播語音的帶寬限制在大約為2×4500Hz=9KHz左右;采用邊帶壓縮技術,把普通電視信號包括語音信號一起限制在1.2×6.5MHz=8MHz左右。即使在普通的調頻通信上,人們最大也只把信號帶寬放寬到信息帶寬的十幾倍左右,這些都是采用了窄帶通信技術。擴頻通信屬于寬帶通信技術,通常的擴頻信號帶寬與信息帶寬之比將高達幾百甚至幾千倍。有人要問為什么要這么做?這樣是不是太浪費頻率資源了?這些問題可以用信息論和抗干擾理論來解釋。
擴頻通信,即擴展頻譜通信技術(Spread Spectrum Communication),它的基本特點是其傳輸信息所用信號的帶寬遠大于信息本身的帶寬。除此以外,擴頻通信還具有如下特征:
2.1 是一種數(shù)字傳輸方式;
2.2 帶寬的展寬是利用與被傳信息無關的函數(shù)(擴頻函數(shù))對被傳信息進行調制實現(xiàn)的;
2.3 在接收端使用相同的擴頻函數(shù)對擴頻信號進行相關解調,還原出被傳信息。
二、擴頻通信的應用范圍
(1)軍事通信中的應用
在軍事通信中,擴頻通信是通信反對抗最重要的技術手段,它廣泛應用于各種通信、信息系統(tǒng),武器系統(tǒng)和C3I(通信、控制、指揮及情報)系統(tǒng)。在地面、海、空戰(zhàn)術通信中,通常采用擴頻技術來提高通信電臺的抗干擾能力,提高抗干擾性能和數(shù)字化將是戰(zhàn)術電臺發(fā)展的主流。在海灣戰(zhàn)爭中,以美國為首的聯(lián)軍使用了采用擴頻技術的全球定位系統(tǒng)(GPS)、聯(lián)合戰(zhàn)術信息分發(fā)系統(tǒng)(JTIDS)、定位報告系統(tǒng)(PLRS)以及大量的單信道地面與機載系統(tǒng)(SINCGARS)等系統(tǒng)。實踐應用充分證明了擴頻技術在軍事通信系統(tǒng)中的重要性。
(2)移動通信中的應用
在民用通信中,新一代數(shù)字蜂房移動通信系統(tǒng)已廣泛采用擴頻技術,其目的是提高頻譜利用率及減少共信道干擾的影響。利用擴頻技術的碼分多址系統(tǒng),對每個移動臺都分配一個特有的、隨機的碼序列,且彼此都不相關,以此來區(qū)分各個移動臺的信號,因此,在一個信道中能容納更多的用戶,其頻譜利用率是頻分多址通信系統(tǒng)的20倍左右,每一小區(qū)容納的用戶數(shù)可達2500個。此外,在移動通信中多徑效應產生的衰落較為嚴重,而采用擴展頻譜技術可以有效地克服多徑效應對移動通信的影響。
(3)衛(wèi)星通信中的應用
在軍事衛(wèi)星通信中直接序列擴頻技術和跳頻技術已經得到了廣泛應用。由于擴頻碼分多址系統(tǒng)組網(wǎng)靈活,以及當網(wǎng)內同時工作的用戶數(shù)增多并超過設計的載荷時,具有承受過載的能力,所以在民用衛(wèi)星通信中也得到了應用。民用衛(wèi)星通信采用擴頻碼分多址技術和偽隨機序列直接擴展頻譜的方法,對信號進行能量擴散,以減少衛(wèi)星系統(tǒng)的干擾。
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